Ist die Aufbereitung von feinkörnigem Gold schwierig? Wie wählt man zwischen CIP- und CIL-Verfahren sowie Komplettlösungen für Aufbereitungsanlagen?
Ist die Gewinnung von feinkörnigem Gold schwierig? Wie wählt man das richtige CIP/CIL-Verfahren und ein komplettes Aufbereitungsanlagenkonzept aus?
Feinkörniges Gold gilt in der Goldaufbereitung allgemein als eine der „harten Nüsse“. Die Goldkörner sind so fein verteilt, dass sie durch herkömmliches Mahlen nicht ausreichend aufgeschlossen werden können, oder sie liegen in Form von unsichtbarem Gold in Sulfiden oder silikatischen Mineralien eingebettet, sodass die Ausbeute bei der direkten Cyanidlaugung oft nicht hoch genug ist.Viele Bergbauunternehmer, die feinkörniges Gold erhalten, stellen sich vor allem folgende Fragen: Soll dieses Erz mit dem CIP- oder dem CIL-Verfahren aufbereitet werden? Ist eine vorherige Anreicherung durch Flotation erforderlich? Wie sollte die gesamte Aufbereitungsanlage ausgelegt werden? In diesem Artikel werden die Schwierigkeiten bei der Gewinnung und Aufbereitung von feinkörnigem Gold, die Auswahl zwischen CIP- und CIL-Verfahren sowie die Konzeption einer kompletten Aufbereitungsanlage anhand der verfahrenstechnischen Logik erläutert.
I. Warum ist die Aufbereitung von feinkörnigem Gold so schwierig?
Die Schwierigkeit bei der Aufbereitung von feinkörnigem Gold liegt im Begriff „Dissoziation“.
Erstens ist die Korngröße der Goldpartikel sehr fein, was eine vollständige Dissoziation beim Mahlen erschwert. Die Goldpartikel sind im Mikrometer- oder sogar Submikrometerbereich in Gangartgestein oder Sulfiden eingebettet. Selbst bei Erreichen der üblichen Mahlfeinheit bleibt ein Teil des Goldes eingebettet; die Dissoziation der einzelnen Partikel ist unzureichend, sodass die Cyanidlösung das Gold nicht erreichen kann und die Auslaugungsrate naturgemäß gering ist.
Zweitens ist der Anteil an eingeschlossenem Gold hoch. Feinkörniges Gold liegt häufig in Form von eingeschlossenem Gold in Pyrit, Arsenopyrit und silikatischen Gesteinen vor. Die Kosten für die physikalische Aufbereitung zur Freisetzung dieses Goldes sind hoch, und selbst bei noch feinerer Zerkleinerung lässt es sich nicht immer freisetzen.
Drittens: Störungen durch Schlammbildung. Während des Feinmahlprozesses verstärkt sich die Schlammbildung im Ganggestein, die Viskosität der Aufschlämmung steigt an, was die Auslaugungs- und Adsorptionsleistung beeinträchtigt; die Aktivkohle wird durch den Mineralschlamm verunreinigt, wodurch die Adsorptionskapazität der goldbeladenen Kohle abnimmt.
Viertens: Störungen durch Begleitelemente. Bei feinkörnigen Golderzen, die Arsen, Kohlenstoff und Antimon enthalten, verbraucht Arsen das Cyanid, Kohlenstoff bindet das Gold, und Antimon stört die Auslaugung, sodass die Auslaugungsrate bei herkömmlicher Cyanidauslaugung möglicherweise nur 20–50 % beträgt.
II. Wie wählt man zwischen CIP und CIL?
CIP (Carbon-in-Pulp-Verfahren) und CIL (Carbon-in-Leach-Verfahren) sind beide gängige Verfahren zur Goldgewinnung durch Cyanidauslaugung von Rohschlamm; der wesentliche Unterschied liegt in der Reihenfolge von Auslaugung und Adsorption.
CIL (Kohle-In-Lixiviation)
Die Auslaugung und die Adsorption an Aktivkohle erfolgen gleichzeitig: Der Erzschlamm wird in den Auslaugungsbehältern mit Cyanid und Aktivkohle versetzt, wobei Auslaugung und Adsorption parallel ablaufen. Der Prozess ist kompakt, erfordert nur wenige Behälter und eignet sich für kleine, mittlere bis große Aufbereitungsanlagen. Die Aktivkohle wird im letzten Behälter zugegeben, bewegt sich gegen den Strom vorwärts und kommt dabei in entgegengesetzter Richtung mit dem Erzschlamm in Kontakt.
CIP (Kohlesuspensionsverfahren)
Zunächst wird die Auslaugung abgeschlossen, bevor die Aufschlämmung in den Adsorptionsbehälter geleitet und mit Aktivkohle versetzt wird. Auslaugung und Adsorption erfolgen in getrennten Behältern, wodurch eine längere Auslaugungszeit gewährleistet ist. Dieses Verfahren eignet sich für Erze mit schneller Auslaugungsgeschwindigkeit, die eine stufenweise Steuerung erfordern, und wird häufig in großen Aufbereitungsanlagen eingesetzt.
Entscheidungskriterien
- Bei feinkörnigem Gold mit eher langsamer Auslaugungsgeschwindigkeit und längerer Auslaugungszeit ist CIP die sicherere Wahl, da Auslaugung und Adsorption getrennt gesteuert werden und die Auslaugungszeit gewährleistet ist.
- Bei kompakten Prozessabläufen, wenn die Investitionskosten im Vordergrund stehen und die Auslaugungsgeschwindigkeit akzeptabel ist, empfiehlt sich CIL, da es weniger Tanks benötigt und wenig Platz beansprucht.
- In Fällen, in denen beide Verfahren in Frage kommen, sollten die Versuchsdaten herangezogen werden: Auslaugungszeitkurven, Adsorptionsraten und Berechnungen zum Aktivkohleverbrauch – lassen Sie die Daten sprechen.
Es muss jedoch betont werden: Bei stark umhülltem, feinkörnigem Gold lässt sich mit CIP/CIL allein keine ausreichende Auslaugungsrate erzielen; eine vorherige Anreicherung durch Flotation oder Vorbehandlung ist erforderlich. CIP/CIL ist kein Allheilmittel; die Verfahrensauswahl muss sich nach dem Vorkommen des Goldes richten.
III. Wie lässt sich ein komplettes Konzept für eine Aufbereitungsanlage für feinkörniges Gold zusammenstellen?
Für Aufbereitungsanlagen für feinkörniges Gold gibt es keine „Einheitslösung“; die Verfahrenswege richten sich nach dem Grad der Einlagerung und den Begleitelementen.
Verfahren 1: Anreicherung durch Flotation + Cyanidauslaugung des Konzentrats (CIP/CIL)
Geeignet für feinkörnige Golderze, bei denen das Gold von Sulfiden umhüllt ist und durch Flotation angereichert werden kann. Die Erze werden so zermahlen, dass die goldhaltigen Sulfide vollständig freigelegt werden. Durch Flotation wird ein Goldkonzentrat gewonnen, das nach erneuter Zermahlung einer Cyanidlaugung (CIP/CIL) unterzogen oder direkt der Verhüttung zugeführt wird.Durch die Flotation wird das Gold im Konzentrat angereichert, wodurch die Menge des nachfolgend zu cyanidierenden Materials reduziert und die Kosten für Reagenzien gesenkt werden. Dies ist eines der am häufigsten verwendeten Verfahren für feinkörniges Gold.
Kernanlagen: Brech- und Mahlanlagen, Flotationsmaschinen, Anlagen zur Nachmahlung des Konzentrats, Auslaugungsbecken, Aktivkohle-Adsorptionssystem, Desorptions-Elektrolyseanlagen, Goldschmelzöfen.
Verfahren 2: Cyanidauslaugung des gesamten Erzkörpers (CIP/CIL)
Geeignet für feinkörnige Golderze, in denen das Gold überwiegend in freier Form vorliegt, nur geringfügig eingebettet ist und keine störenden Elemente wie Arsen, Kohlenstoff oder Antimon enthält. Nach dem Brechen und Mahlen erfolgt eine Verdickung und Entwässerung, anschließend wird das Material zur Cyanidierung in die Auslaugungsbecken geleitet, gefolgt von einer CIP- oder CIL-Adsorption sowie der Desorption, Elektrolyse und Schmelze des goldbeladenen Aktivkohles.
Kernanlagen: Brech- und Mahlanlagen, Eindicker, Laugungsbecken, Aktivkohle-Adsorptionssystem, Sieb zur Trennung der goldbeladenen Aktivkohle, Desorptions- und Elektrolyseanlage, Goldschmelzofen, Filterpresse für Rückstände.
Verfahren 3: Vorbehandlung + Cyanidierung
Geeignet für schwer aufbereitbare, feinkörnige Golderze, bei denen das Gold eng von Sulfiden oder Siliziumdioxid umhüllt ist und die mit herkömmlichen Verfahren nur geringe Cyanidlaugungsraten aufweisen. Nach der Anreicherung der goldhaltigen Sulfide durch Flotation wird das Konzentrat durch Rösten, biologische Oxidation, Druckoxidation oder chemische Oxidation enthüllt, um anschließend das Gold durch Cyanidauslaugung zurückzugewinnen.Die Wahl der Vorbehandlungsmethode hängt vom Sulfidgehalt, vom Arsengehalt und vom Grad der Einlagerung ab. GoldProcessingPlant bietet exklusive chemische Vorbehandlungslösungen für schwer aufbereitbare, arsen- und kohlenstoffhaltige Erze an. Bei Erzen, bei denen die herkömmliche Auslaugungsrate nicht gesteigert werden kann, wird das eingebettete Gold durch kombinierte Verfahren und maßgeschneiderte Chemikalienprogramme freigelegt.
Verfahren 4: Kombination aus Schwerkraftabscheidung, Flotation und Cyanidierung
Geeignet für komplexe Erze, in denen grobkörniges Gold und feinkörniges, eingebundenes Gold gemeinsam vorkommen. Im Mahlkreislauf wird ein Zentrifugalseparator eingesetzt, um grobkörniges freies Gold vorab zu gewinnen; die goldhaltigen Sulfide werden durch Flotation gewonnen, und die Flotationsrückstände werden je nach Gehalt einer Cyanidbehandlung unterzogen. Die Wahl der Knotenpunkte im kombinierten Verfahren bestimmt die Gesamtausbeute.
Welcher Weg konkret eingeschlagen wird, muss anhand von Aufbereitbarkeitstests mit repräsentativen Proben ermittelt werden.Da der Grad der Einlagerung von feinkörnigem Gold in verschiedenen Abbauabschnitten erheblich variieren kann, müssen die Versuche verschiedene Abbauabschnitte abdecken und Folgendes umfassen: Schwergut-Tests, Flotationsversuche im offenen/geschlossenen Kreislauf, Cyanid-Auslaugungstests sowie Vergleichstests zwischen CIL- und CIP-Verfahren für das gesamte Erzaufschlussmaterial.
IV. Wichtige Aspekte der Anlagenkonfiguration für Aufbereitungsanlagen für feinkörniges Gold
Mahlstufe: Feinkörniges Gold erfordert eine ausreichende Mahlfeinheit, um die Auflockerung zu gewährleisten. Es erfolgt eine zweistufige Vermahlung mit einem Gitterballmahlwerk in der ersten Stufe und einem Überlaufballmahlwerk in der zweiten Stufe, wobei die zweite Stufe zusammen mit einem Hydraulikzyklon einen geschlossenen Kreislauf bildet.Die Feinheit wird anhand von Versuchen ermittelt, wobei sowohl der Aufschlussgrad als auch der Energieverbrauch berücksichtigt werden; eine Übermahlung führt zu einer verstärkten Schlammbildung.
Flotationsabschnitt (falls zutreffend): Die Flotationsmaschinen werden zu einer Vor-, Zwischen- und Feinsortierungsanlage kombiniert; das Reagenzienprogramm wird auf die goldhaltigen Sulfide abgestimmt. Bei arsenhaltigem Erz muss Arsenit unterdrückt oder das Arsen-Gold-Konzentrat separat flotiert werden.
Laugungs- und Adsorptionsstufe: Laugungsbecken (mit Rührwerk und Belüftung), Aktivkohle-Adsorptionssystem, Trennsieb für goldhaltige Kohle (Kohlesieb/Luftaufzug). Für CIL werden hocheffiziente Kohle-Laugungsbecken mit zwei Laufrädern verwendet, bei denen Laugung und Adsorption gleichzeitig erfolgen; für CIP werden mehrere in Reihe geschaltete Laugungsbecken sowie Adsorptionsbecken eingesetzt.
Desorptions- und Elektrolyseabschnitt: Desorptionsanlagen bei Raumtemperatur und Normaldruck (geeignet für die konventionelle Aufbereitung) oder Hochdruck-Hochtemperatur-Desorptionsanlagen (höhere Aufbereitungseffizienz, gründlichere Desorption, geeignet für große Erzkörper oder schwer desorbierbare Erze), Elektrolysezellen, Goldschmelzöfen.
Konzentrations- und Entwässerungsstufe: Eindicker, Filterpresse (Trockenaustragung von Abgangsmaterial, Entwässerung des Konzentrats). Bei feinkörnigem Erz ist eine ausreichende Auslegung der Schlammbehandlung, Eindickung und Filterpressung erforderlich.
Hilfseinrichtungen: Beschicker, Förderbänder, Rührbecken, Schlammpumpen, Kohlenstoffförderpumpen.
GoldProcessingPlant deckt die gesamte Ausrüstungskette für die Goldaufbereitung ab: Zerkleinerung und Siebung, Mahlen und Klassierung, Schwerkraftabscheidung, Flotation, Auslaugung und Adsorption (CIL/CIP-Systeme), Zinkpulver-Verdrängung, Desorptions-Elektrolysesysteme (bei Raumtemperatur und Normaldruck bzw. bei hoher Temperatur und hohem Druck), Anreicherung und Entwässerung sowie Beschickung und Förderung.Verkauf als Einzelgeräte oder komplette Anlagen, zusammengestellt entsprechend den Eigenschaften des Erzes und den verfahrenstechnischen Anforderungen, nicht aus Lagerbeständen.
V. Vier häufige Fallstricke bei der Gewinnung und Aufbereitung von feinkörnigem Gold
- Fehler 1: Stark eingebettetes Gold wird dennoch einer Cyanidauslaugung des gesamten Schlamms unterzogen. Feinkörniges Gold ist in Sulfiden oder silikatischen Mineralen eingebettet und lässt sich selbst bei feinster Zerkleinerung nicht freisetzen; die Ausbeute bei direkter Cyanidauslaugung ist so gering, dass sich der Einsatz nicht rechnet. Es muss zunächst durch Flotation angereichert oder vorbehandelt werden.
- Fehler 2: Unzureichende Mahlfeinheit, unzureichende Dissoziation. Feinkörniges Gold reagiert empfindlich auf die Mahlfeinheit; wird diese nicht erreicht, kann es weder durch Flotation noch durch Cyanidauslaugung gewonnen werden. Die Mahlfeinheit muss durch Versuche ermittelt werden und darf nicht willkürlich festgelegt werden.
- Falle 3: Die Auswirkungen der Schlammbildung auf die Auslaugung und Adsorption werden vernachlässigt. Feines Mahlen verstärkt die Schlammbildung, die Viskosität der Aufschlämmung steigt an, die Aktivkohle wird durch den Schlamm verunreinigt und die Adsorptionskapazität nimmt ab. Die Dichtungs- und Entschlammungsschritte müssen ausreichend ausgelegt sein; gegebenenfalls ist das Chemikalienprogramm anzupassen.
- Fehler Nr. 4: Festlegung von CIP/CIL ohne Überprüfung anhand von Erzproben. Die Auslaugungsgeschwindigkeit, die Adsorptionsrate und der Aktivkohleverbrauch von feinkörnigem Gold müssen anhand von Versuchsdaten ermittelt werden. Die Wahl zwischen CIP und CIL, die Anzahl der Tanks und die Festlegung der Auslaugungszeit richten sich nach den Versuchsergebnissen.Bei GoldProcessingPlant wird zunächst das Erz begutachtet, anschließend werden Versuche durchgeführt und erst danach die Anlagen ausgewählt – dem Versuchsbericht liegen direkt eine Liste der ausgewählten Anlagen sowie ein vorläufiger Kostenvoranschlag bei.
VI. Warum Sie sich bei der Planung von Verfahren für feinkörniges Gold für GoldProcessingPlant entscheiden sollten
Der Prozess steht im Vordergrund, keine Standardlösungen
Feinkörniges Gold unterscheidet sich in seiner Vorkommensform von Quarzadern und alterierten Gesteinen, weshalb die Prozessparameter entsprechend angepasst werden müssen. Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Planung von Goldaufbereitungsprozessen und der Herstellung von Anlagen haben wir uns intensiv mit Kernverfahren wie CIP/CIL, Flotation, Schwerkraftabscheidung und Haufenlaugung befasst und sind auf die Aufbereitung schwer aufbereitbarer Erze und komplexer Lagerstätten spezialisiert.
Spezialkompetenz bei schwer zu verarbeitenden Erzen
Für schwer aufbereitbare, arsen- und kohlenstoffhaltige Golderze, feinkörniges eingeschlossenes Gold, polymetallische Mischerze sowie stark schlammige oxidierte Erze verfügen wir über entsprechende kombinierte Verfahren und spezielle Lösungen. Unsere exklusive chemische Vorbehandlung löst das eingeschlossene Gold auf, anstatt alle Goldvorkommen mit einem einheitlichen Standardverfahren zu behandeln.
Eigene Anlagenfertigung – perfekte Abstimmung von Verfahren und Hardware
Brecher, Kugelmühlen, Flotationsmaschinen, CIL/CIP-Laugungs- und Adsorptionssysteme, Desorptions- und Elektrolyseanlagen sowie Goldschmelzöfen werden vollständig in Eigenregie hergestellt. Prozessingenieure und Maschinenbauingenieure arbeiten im selben Team zusammen, und die Anlagen werden gemäß den Prozesszeichnungen gefertigt, wodurch Diskrepanzen wie „Nichtübereinstimmung zwischen Konstruktionszeichnungen und Anlagenabmessungen“ vermieden werden.Zwei große Produktionsstandorte mit einer Gesamtfläche von rund 50.000 Quadratmetern verfügen über eine jährliche Produktionskapazität von mehr als 500 Anlagen. Die Produkte werden in über 50 Länder und Regionen exportiert. Das Qualitätsmanagementsystem nach ISO 9001 wird strikt eingehalten, und die Produkte sind CE-zertifiziert.
Weltweite Projekterfahrung
Die Projekte erstrecken sich auf wichtige Goldabbaugebiete wie Ghana, Mali und Tansania in Afrika, Peru und Kolumbien in Südamerika, Russland und Kasachstan in Zentralasien sowie Südostasien. Die Verarbeitungskapazitäten liegen zwischen 30 und 5.000 Tonnen pro Tag. Wir sind mit internationaler Logistik, Zollabfertigungsabläufen und den Bauvorschriften verschiedener Länder bestens vertraut.
Flexible Aufteilung, keine obligatorische Bündelung
Kunden können sich entweder nur für Aufbereitungsversuche entscheiden, nur die Prozessplanung und die Anlagenauswahl erwerben, nur die Anlagen beschaffen oder nur Ingenieure für die Inbetriebnahme vor Ort beauftragen – oder sie wählen eine schlüsselfertige EPC-Lösung. Die im Vorfeld gezahlten Gebühren für Aufbereitungsversuche und Planung können bei der anschließenden Unterzeichnung eines Anlagen- oder EPC-Vertrags vollständig auf den Anlagenpreis angerechnet werden.
Kontinuierlicher technischer Support
Wir übernehmen während der Gewährleistungsfrist die Verantwortung für die Qualität der Anlagen und gewährleisten auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist eine langfristige Versorgung mit Ersatzteilen sowie technische Beratung und Empfehlungen zur Prozessoptimierung. Da der Gehalt und der Einlagerungsgrad von feinkörnigem Gold je nach Abbauabschnitt variieren und die Rückgewinnungsparameter entsprechend angepasst werden müssen, stehen wir Ihnen stets zur Seite.
Die Gewinnung von feinkörnigem Gold ist schwierig – die Herausforderungen liegen in der Desorption, der Einlagerung und den Störungen durch Schlammbildung. CIP/CIL ist das gängige Verfahren für die Cyanidierung von Schlamm, setzt jedoch voraus, dass das Gold desorbiert werden kann – stark eingebundenes Erz muss zunächst durch Flotation angereichert oder vorbehandelt werden, da sonst auch CIP/CIL die Auslaugungsrate nicht verbessern kann.
GoldProcessingPlant geht wie folgt vor: Zunächst werden die Erzart und die Vorkommensbedingungen geprüft, um den Prozessablauf festzulegen; anschließend wird die Ausrüstung entsprechend dem Prozess ausgewählt; schließlich werden Ingenieure vor Ort entsandt, um die Anlage so einzustellen, dass Gold gewonnen wird.Für feinkörniges Gold wird der Weg über die Anreicherung durch Flotation + Cyanidierung des Konzentrats oder Vorbehandlung + Cyanidierung eingeschlagen; CIP/CIL wird anhand von Versuchsdaten ausgewählt. Ist dieser Weg richtig gewählt, sind sowohl die Ausbeute als auch die Kapitalrendite gesichert.
Ganz gleich, ob Sie sich in der Explorationsphase befinden, die Aufbereitbarkeit von feinkörnigem Gold überprüfen möchten oder den Bau einer neuen Aufbereitungsanlage planen – GoldProcessingPlant bietet Ihnen professionelle Beratung und umfassende Umsetzungslösungen.
Der Kern des Konzepts zur Gewinnung von feinkörnigem Gold lautet: „Zunächst die Erze untersuchen, den Prozessweg festlegen, CIP/CIL auswählen und die Ausrüstung zusammenstellen“:Je nach Grad der Goldumhüllung und den Begleitelementen wird zwischen folgenden Verfahren gewählt: Flotationsanreicherung + Cyanidierung des Konzentrats, Cyanidierung des gesamten Erzes, Vorbehandlung + Cyanidierung oder eine Kombination aus Schwerkraftabscheidung, Flotation und Cyanidierung;CIP eignet sich für Erze mit relativ langsamer Auslaugungsgeschwindigkeit, die eine längere Auslaugungszeit erfordern, während CIL für kompakte Prozesse und Szenarien mit Investitionspriorität geeignet ist; die endgültige Entscheidung erfolgt anhand der Auslaugungszeitkurve, der Adsorptionsrate und der Daten aus Kohlenstoffverbrauchstests.Die Anlagen werden als vollständige Kette aus Zerkleinerung, Flotation, Auslaugung und Adsorption, Desorption und Elektrolyse sowie Anreicherung und Entwässerung konfiguriert, um vier häufige Fallstricke zu vermeiden: die Zwangsanwendung der Cyanidbehandlung des gesamten Schlamms bei eingebettetem Gold, unzureichende Mahlfeinheit, die Vernachlässigung der Schlammbehandlung sowie die Festlegung auf CIP/CIL ohne vorherige Validierung.